Исследование влияния ЭЭРМ на эффективное экономическое

УДК 621.316
И.А. БАТЮК, магистр, НТУ «ХПИ»;
Ю.В. ВЛАДИМИРОВ, канд.техн.наук, проф. , НТУ «ХПИ»
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЭРМ НА ЭФФЕКТИВНОЕ
ЭКОНОМИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ПЕРЕТОКОВ РЕАКТИВНЫХ МОЩНОСТЕЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ
Исследованы факторы, влияющие на расчет величины экономического эквивалента реактивной мощности, и показана необъективность его определения, что не способствует эффективному экономическому регулированию перетоков реактивных мощностей в электрических сетях.
Досліджені чинники, що впливають на розрахунок величини економічного еквівалента реактивної потужності, і показана необ'єктивність його визначення, що не сприяє
ефективному економічному регулюванню перетікань реактивних потужностей в
електричних мережах.
Factors are investigational sizes of economic equivalent of reactive-power influencing on a calculation and the biased of his determination is rotined, that is not instrumental in the effective, economic adjusting of crossflows of reactive-powers in electric networks.
Основы теории оптимизации режимов электрических сетей, в том
числе теория оптимизации перетоков реактивной мощности, были основаны в СССР в классической работе И. М. Марковича в 1952 году [1].
Скорость изменения потерь активной мощности и другие производные
были положены в основу этих теорий и, начиная с 1960 года, принят
термин «экономический эквивалент реактивной мощности» (ЭЭРМ) [2].
ЭЭРМ для определения платы за перетоки реактивной энергии был
применен в Украине с введением нормативного документа «Методика
расчетов оплаты за перетоки реактивной электроэнергии между энергоснабжающей организацией и потребителями» [3] (дальше Методика). Для
его определения используется известный метод численного дифференцирования с учетом параметров и режимных характеристик электрических систем.[4]
Согласно Методике D - суммарный ЭЭРМ, который характеризует
часть влияния реактивного перетока через границу раздела энергоснабжающей организации и потребителя в расчетном режиме на техникоэкономические показатели в магистральной и распределительной сетях,
и определятся по формуле:
трических сетей энергоснабжающей организации и потребителя в расчетном режиме на технико-экономические показатели в магистральной и
распределительной сетях, (кВт/квар), соответственно.
При отсутствии в сетях потребителей компенсирующих устройств
(КУ) ЭЭРМ отображает удельные потери активной мощности в кВт на 1
квар реактивной мощности, которая передается по сети. В случае применения в сетях потребителей компенсирующих устройств, величина D
отображает удельное уменьшение потерь активной мощности в сети на 1
квар установленной мощности КУ.
Коэффициент ЭЭРМ является определяющим в основной плате за
потребление и генерацию реактивной энергии [3]. Основная плата, а,
следовательно, и общая плата за потребление и генерацию реактивной
электроэнергии, напрямую зависят от ЭЭРМ. В свою очередь его величина зависит от ряда факторов, в частности:
1.Расстояния от энергоисточника до потребителя (R);
2.Величины перетоков реактивной мощности (Q);
3.Величины напряжения питающей сети (U);
4.Взаимовлияния смежных потребителей на величину перетоков реактивной мощности.
Величина ЭЭРМ по формулам, приведенным в Методике, определяется как сумма ЭЭРМ в сетях без выделения доли потерь для каждого
потребителя, обусловленной передачей конкретному потребителю реактивной мощности. Суммарные потери в общих ветвях питающего радиуса
относятся ко всем потребителям, которые получают питание по эти ветвям [4].
Рядом специалистов предлагается с целью повышения точности и
объективности расчета платы за перетоки реактивной электроэнергии
между энергоснабжающей организацией и ее потребителями значение
ЭЭРМ определять не для радиусов питания, а для нагрузочных узлов [5].
В случае тривиального радиуса питания потребителя (рис. 1) потери
и ЭЭРМ определяются по упрощенным формулам (2) и (3) [3]:

Рис. 1 – Тривиальный радиус питания
D  D1  D2 ,
(1)
где D1 и D2 - первая и вторая составляющие ЭЭРМ, которые характеризуют часть влияния реактивных перетоков через границу раздела элек8
P 
103 2
Q R,
U2
9
(2)
dP 2 103 2

Q R ,
(3)
dQ
U2
где P - потери активной мощности (кВт) от передачи по сети реактивной мощности Q (кВАр);
U – уровень напряжения на вводе потребителя (кВ);
R - активное сопротивление радиуса питания потребителя (Ом);
D – ЭЭРМ, кВт/кВАр.
По формуле (3) определяется скорость изменения потерь P при
изменении Q или коэффициент удельного изменения потерь активной
мощности при изменении реактивной мощности.
Если в сети тривиального радиуса питания потребителей брать в
расчеты средние потери активной мощности P за расчетный период от
передачи реактивной мощности Q. То величина ЭЭРМ в этом случае рассчитывается по формуле:
P 103 2
D
 2 Q R .
(4)
Q
U
Величина D по формуле (3) оказывается в два раза больше в сравнении с ее значениями, которое находится по формуле (4). Соответственно
и основная плата за потребление и генерацию реактивной электроэнергии
тоже будет в два раза больше [4].
Вышеприведенное показывает неоднозначность определения величины D, используемой для расчета платы за перетекание реактивной
электроэнергии между электропередающей организацией и ее потребителями.
Если рассмотреть однолинейную схему питания трех потребителей
(рис. 2), у которых потребление реактивной мощности Q1  Q2  Q3 , сопротивления линий R1  R2  R3 , расстояния между потребителями и энерD
гоисточником. L01  L12  L23 , и если у одного потребителя изменяется
потребляемая реактивная мощность , например, Q1  Q2  Q3 (генерации
реактивной мощности нет) или изменяется сопротивление линии
R1  R2  R3 на участке L0-1, то кроме изменения величины ЭЭРМ этого
потребителя меняется значение ЭЭРМ у всех других потребителей.
Так, в частности, при увеличении потребления реактивной мощности
(Q1) в 2 раза величина ЭЭРМ всех потребителей данной сети увеличится
примерно в 1,3 раза. При отключении одного из потребителей величина
ЭЭРМ остальных потребителей уменьшится примерно в 1,6 раза.
10
Рис. 2 – Схема питания трех потребителей
Указанные изменения параметров электроснабжения имеют реальные воплощения в виде: изменения электропотребления в результате
расширения производства или полного закрытия предприятия; строительства новых линий электропередач или модернизации сетей и т.п. И при
этом для смежных предприятий пересчет ЭЭРМ, по крайней мере, в течение 2-х лет может не осуществляться.
Исследования же для сетей с двухсторонним питанием показали, в
частности, что при отключении одного из источников питания величина
ЭЭРМ всех потребителей данной сети увеличивается в 2÷9 раз.
Также величина ЭЭРМ не учитывает характер нагрузки (индуктивная или емкостная), различие графиков потребления реактивной мощности, несимметрию по фазам.
Выводы: 1. Потребитель не в состоянии влиять на исходные данные
для расчета ЭЭРМ - структуру сети, параметры и режимы работы сети,
которые могут быть произвольно выбраны энегокомпанией. 2. При изменении параметров энергоснабжения смежных потребителей сети изменяется величина ЭЭРМ и потребителя, параметры энергопотребления которого не изменились. 3. Исследования показали возможность произвольной трактовки расчета ЭЭРМ энергоснабжающей (энергопередающей)
организацией, что обязательно приведет к коррупции. 4. Необъективность
определения (расчета) величины ЭЭРМ для потребителей не может способствовать эффективному экономическому регулированию перетоков
реактивных мощностей в электрических сетях, как это задекларировано в
Методике.
Список литературы: 1. Маркович И. М. Энергетические системы и их режимы
/ И. М.Маркович. – М. : Госэнергоиздат, 1952. – 312с. 2. Банин Д. Б. Еекономічні еквіваленти
реактивної потужності. Математичний та чисельний аналіз / Д. Б. Банин, О. С. Яндульский
// Промислова електроенергетика та електротехніка (Промелектро). – 2004.- №1. – С. 22-33.
3. Наказ Міністерства енергетики України №37 вiд 14-11.97 р. / /Офіційний вісник України.
—1998. – №1. 4. Рогальский Б. С. Про використання економічних еквівалентів реактивної
потужності для визначення плати за перетоки між енергопостачальними компаніями і їх
споживачами / Б.С. Рогальский, О.М. Нанака // Промислова електроенергетика та
електротехніка (Промелектро). – 2004.- №4. – С. 44-51. 5. Рогальский Б. С. Концепція
компенсації реактивної потужності в електричних мережах споживачів та енергопостачальних компаній / Б.С. Рогальский, О.М. Нанака // Промислова електроенергетика та
електротехніка (Промелектро). – 2006.- №6. – С. 4-15.
Поступиао в редколлегию 03.11.2010
11